{"id":114833,"date":"2022-03-02T10:08:43","date_gmt":"2022-03-02T09:08:43","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/helium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique\/"},"modified":"2022-04-22T08:29:46","modified_gmt":"2022-04-22T07:29:46","slug":"helium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/helium-protons-neutrons-electrons-configuration-electronique\/","title":{"rendered":"H\u00e9lium – Protons – Neutrons – \u00c9lectrons – Configuration \u00e9lectronique"},"content":{"rendered":"

\"Configuration<\/a><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

icon : info-circle<\/a><\/span><\/p>\n

L’h\u00e9lium est un gaz monoatomique incolore, inodore, insipide, non toxique, inerte, le premier du groupe des gaz nobles du tableau p\u00e9riodique.\u00a0Son point d’\u00e9bullition est le plus bas de tous les \u00e9l\u00e9ments.\u00a0L’h\u00e9lium est utilis\u00e9 \u00e0 de nombreuses fins qui n\u00e9cessitent certaines de ses propri\u00e9t\u00e9s uniques, telles que son bas point d’\u00e9bullition, sa faible densit\u00e9, sa faible solubilit\u00e9, sa conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e ou son inertie.\u00a0Pour une utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle, l’h\u00e9lium est extrait par distillation fractionn\u00e9e du gaz naturel, qui peut contenir jusqu’\u00e0 7 % d’h\u00e9lium.\u00a0Une fois que l’h\u00e9lium a \u00e9t\u00e9 s\u00e9par\u00e9 du gaz naturel, il subit un raffinage suppl\u00e9mentaire pour l’amener \u00e0 une puret\u00e9 de plus de 99,99 % pour un usage commercial.<\/span><\/p>\n

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icon : plus-circle<\/a><\/span><\/p>\n

Protons et neutrons dans l’H\u00e9lium<\/span><\/h2>\n

\"Nombre<\/a>L’h\u00e9lium<\/span><\/strong> est un \u00e9l\u00e9ment chimique de num\u00e9ro atomique\u00a0<\/span>2<\/span><\/strong>, ce qui signifie qu’il y a 2 protons dans son noyau.\u00a0Le nombre total de protons dans le noyau est appel\u00e9 le <\/span>num\u00e9ro atomique<\/span><\/strong> de l’atome et re\u00e7oit le <\/span>symbole Z<\/span><\/strong>.\u00a0La charge \u00e9lectrique totale du noyau est donc +Ze, o\u00f9 e (charge \u00e9l\u00e9mentaire) vaut <\/span>1 602 x 10<\/span>-19<\/span><\/sup> coulombs<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Le nombre total de <\/span>neutrons<\/span><\/a> dans le noyau d’un atome est appel\u00e9 le <\/span>nombre de neutrons<\/span><\/strong> de l’atome et re\u00e7oit le <\/span>symbole N<\/span><\/strong>.\u00a0Le nombre de neutrons plus le num\u00e9ro atomique est \u00e9gal au nombre de masse atomique: <\/span>N+Z=A<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La diff\u00e9rence entre le nombre de neutrons et le num\u00e9ro atomique est appel\u00e9e <\/span>exc\u00e8s de neutrons<\/span><\/strong>: D = N \u2013 Z = A \u2013 2Z.<\/span><\/p>\n

Pour les \u00e9l\u00e9ments stables, il existe g\u00e9n\u00e9ralement une vari\u00e9t\u00e9 d’isotopes stables.\u00a0<\/span>Les isotopes<\/span><\/strong>\u00a0sont des nucl\u00e9ides qui ont le m\u00eame num\u00e9ro atomique et sont donc le m\u00eame \u00e9l\u00e9ment, mais diff\u00e8rent par le nombre de neutrons.\u00a0Les nombres de masse des isotopes typiques de\u00a0<\/span>l’h\u00e9lium<\/span><\/strong>\u00a0sont\u00a0<\/span>3; 4.\u00a0<\/span><\/strong><\/p>\n

Isotopes communs de l’H\u00e9lium<\/span><\/h3>\n

L’h\u00e9lium-3<\/span><\/strong>\u00a0est un isotope l\u00e9ger et stable de l’h\u00e9lium avec deux protons et un neutron (l’isotope le plus courant, l’h\u00e9lium-4, ayant deux protons et deux neutrons en contraste).\u00a0Autre que le protium (hydrog\u00e8ne ordinaire), l’h\u00e9lium-3 est le seul isotope stable de tout \u00e9l\u00e9ment avec plus de protons que de neutrons.\u00a0L’h\u00e9lium-3 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert en 1939. L’h\u00e9lium-3 est un isotope important dans l’instrumentation pour la d\u00e9tection des neutrons.\u00a0Il a une section efficace d’absorption \u00e9lev\u00e9e pour les neutrons thermiques.<\/span><\/p>\n

L’h\u00e9lium-4<\/span><\/strong>\u00a0est un isotope stable de l’\u00e9l\u00e9ment h\u00e9lium.\u00a0C’est de loin le plus abondant des deux isotopes naturels de l’h\u00e9lium, repr\u00e9sentant environ 99,99986% de l’h\u00e9lium sur Terre.\u00a0Son noyau est identique \u00e0 une particule alpha et se compose de deux protons et de deux neutrons.\u00a0Les particules alpha sont relativement grosses et portent une double charge positive.<\/span><\/p>\n

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Isotopes stables<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Isotope<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nAbondance<\/span><\/strong><\/td>\nNombre de neutrons<\/span><\/strong><\/a><\/td>\n<\/tr>\n
3<\/span><\/sup>He<\/span><\/strong><\/td>\n0,0002\u00a0%<\/span><\/td>\n1<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
4<\/span><\/sup>He<\/span><\/strong><\/td>\n99,9998\u00a0%<\/span><\/td>\n2<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Isotopes instables typiques<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Isotope<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nDemi-vie<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nMode de d\u00e9composition<\/span><\/strong><\/a><\/td>\nProduit<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
6<\/span><\/sup>He<\/span><\/strong><\/td>\n806,7(15) millisec<\/span><\/td>\nd\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata<\/span><\/a><\/td>\n6<\/sup>Li<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
8<\/span><\/sup>He<\/span><\/strong><\/td>\n119,0(15) millisec<\/span><\/td>\nd\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata<\/span><\/a><\/td>\n8<\/sup>Li<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
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icon : r\u00e9agir<\/a><\/span><\/p>\n

\u00c9lectrons et configuration \u00e9lectronique<\/span><\/h2>\n

Le nombre d’\u00e9lectrons dans un atome \u00e9lectriquement neutre est le m\u00eame que le nombre de protons dans le noyau.\u00a0Par cons\u00e9quent, le nombre d’\u00e9lectrons dans l’atome neutre d’\u00a0<\/span>h\u00e9lium<\/span><\/strong>\u00a0est de\u00a0<\/span>2.<\/span><\/strong>\u00a0Chaque \u00e9lectron est influenc\u00e9 par les champs \u00e9lectriques produits par la charge nucl\u00e9aire positive et les autres (Z – 1) \u00e9lectrons n\u00e9gatifs de l’atome.<\/span><\/p>\n

<\/span>Puisque le nombre d’\u00e9lectrons et leur disposition sont responsables du comportement chimique des atomes, le <\/span>num\u00e9ro atomique<\/span><\/strong><\/a> identifie les diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments chimiques.\u00a0La configuration de ces \u00e9lectrons d\u00e9coule des principes de la m\u00e9canique quantique.\u00a0Le nombre d’\u00e9lectrons dans les couches d’\u00e9lectrons de chaque \u00e9l\u00e9ment, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur d\u00e9terminant son comportement de liaison chimique.\u00a0Dans le tableau p\u00e9riodique, les \u00e9l\u00e9ments sont class\u00e9s par ordre croissant de num\u00e9ro atomique Z.<\/span><\/p>\n

La configuration \u00e9lectronique de l’ <\/span>h\u00e9lium<\/span><\/strong> est\u00a0<\/span>1s2<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les \u00e9tats d’oxydation possibles sont <\/span>0<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

L’h\u00e9lium<\/span><\/b> est petit et extr\u00eamement l\u00e9ger, et est le moins\u00a0<\/span>r\u00e9actif<\/span><\/b> de tous les \u00e9l\u00e9ments;\u00a0il ne r\u00e9agit avec aucun autre \u00e9l\u00e9ment ou ion, il n’y a donc pas d’ <\/span>h\u00e9lium<\/span><\/b>-portant des min\u00e9raux dans la nature.\u00a0Des exp\u00e9riences de diffusion d’\u00e9lectrons \u00e0 haute \u00e9nergie montrent que sa charge diminue de fa\u00e7on exponentielle \u00e0 partir d’un maximum en un point central, exactement comme le fait la densit\u00e9 de charge du propre nuage d’\u00e9lectrons de l’h\u00e9lium.\u00a0Cette sym\u00e9trie refl\u00e8te une physique sous-jacente similaire\u00a0: la paire de neutrons et la paire de protons dans le noyau de l’h\u00e9lium ob\u00e9issent aux m\u00eames r\u00e8gles de m\u00e9canique quantique que la paire d’\u00e9lectrons de l’h\u00e9lium (bien que les particules nucl\u00e9aires soient soumises \u00e0 un potentiel de liaison nucl\u00e9aire diff\u00e9rent), de sorte que toutes ces les fermions occupent enti\u00e8rement les orbitales 1s par paires, aucun d’eux ne poss\u00e9dant de moment cin\u00e9tique orbital, et chacun annulant le spin intrins\u00e8que de l’autre.\u00a0Cet arrangement est donc \u00e9nerg\u00e9tiquement extr\u00eamement stable pour toutes ces particules, et cette stabilit\u00e9 explique de nombreux faits cruciaux concernant l’h\u00e9lium dans la nature.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

<\/span>\u00c0 propos des protons<\/div>
<\/span><\/p>\n

\"proton\"<\/a>Un proton<\/span><\/strong> est l’une\u00a0<\/span>des particules subatomiques<\/span><\/a> qui composent la mati\u00e8re. Dans l’univers, les protons sont abondants, constituant\u00a0<\/span>environ la moiti\u00e9<\/span><\/strong> de toute la mati\u00e8re visible. Il a\u00a0<\/span>une charge \u00e9lectrique positive (+1e)<\/span><\/strong> et une masse au repos \u00e9gale \u00e0 1,67262 \u00d7 10<\/span>\u221227<\/span><\/sup>\u00a0kg (<\/span>938,272 MeV\/c<\/span><\/strong>2<\/span><\/sup><\/strong>) \u2014 l\u00e9g\u00e8rement plus l\u00e9ger que celui du neutron mais pr\u00e8s de 1836 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui de l’\u00e9lectron. Le proton a un rayon carr\u00e9 moyen d’environ 0,87 \u00d7 10<\/span>\u221215<\/span><\/sup> m, ou 0,87 fm, et c’est un spin \u2013 \u00bd fermion.<\/span><\/span><\/p>\n

Les protons<\/span><\/strong>\u00a0existent dans les noyaux des atomes typiques, avec leurs homologues neutres, les neutrons.\u00a0Les neutrons et les protons, commun\u00e9ment appel\u00e9s\u00a0<\/span>nucl\u00e9ons<\/span><\/strong>, sont li\u00e9s ensemble dans le noyau atomique, o\u00f9 ils repr\u00e9sentent 99,9 % de la masse de l’atome. Les recherches en physique des particules de haute \u00e9nergie au XXe si\u00e8cle ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que ni le neutron ni le proton\u00a0<\/span>ne sont<\/span><\/strong>\u00a0le plus petit \u00e9l\u00e9ment constitutif de la mati\u00e8re.<\/span><\/p>\n

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<\/span>\u00c0 propos des neutrons<\/div>
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Un neutron<\/span><\/strong> est l’une\u00a0<\/span>des particules subatomiques<\/span><\/a> qui composent la mati\u00e8re. Dans l’univers, les neutrons sont abondants, constituant\u00a0<\/span>plus de la moiti\u00e9<\/span><\/strong> de toute la mati\u00e8re visible.\u00a0Il n’a\u00a0<\/span>pas de charge \u00e9lectrique<\/span><\/strong> et une masse au repos \u00e9gale \u00e0 1,67493 \u00d7 10\u221227 kg – l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieure \u00e0 celle du proton mais pr\u00e8s de 1839 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle de l’\u00e9lectron.\u00a0Le neutron a un rayon carr\u00e9 moyen d’environ 0,8 \u00d7 10\u221215 m, ou 0,8 fm, et c’est un fermion de spin \u00bd.<\/span><\/p>\n

Les noyaux atomiques sont constitu\u00e9s de protons et de neutrons, qui s’attirent par <\/span>la force nucl\u00e9aire<\/span><\/strong>, tandis que les protons se repoussent par <\/span>la force \u00e9lectrique<\/span><\/strong> en raison de leur charge positive. Ces deux forces entrent en comp\u00e9tition, conduisant \u00e0 diverses stabilit\u00e9s des noyaux. Il n’y a que certaines combinaisons de neutrons et de protons, qui forment\u00a0<\/span>des noyaux stables<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les neutrons stabilisent le noyau<\/span><\/strong>, car ils s’attirent ainsi que les protons, ce qui permet de compenser la r\u00e9pulsion \u00e9lectrique entre les protons. En cons\u00e9quence, \u00e0 mesure que le nombre de protons augmente,\u00a0<\/span>un rapport croissant de neutrons sur protons est n\u00e9cessaire<\/span><\/strong> pour former un noyau stable. S’il y a trop ou trop peu de neutrons pour un nombre donn\u00e9 de protons, le noyau r\u00e9sultant n’est pas stable et il subit une\u00a0<\/span>d\u00e9sint\u00e9gration radioactive<\/span><\/a>.\u00a0<\/span>Les isotopes instables se <\/span><\/strong>d\u00e9sint\u00e8grent par diverses voies de d\u00e9sint\u00e9gration radioactive, le plus souvent la d\u00e9sint\u00e9gration alpha, la d\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata ou la capture d’\u00e9lectrons. De nombreux autres types de d\u00e9sint\u00e9gration rares, tels que la fission spontan\u00e9e ou l’\u00e9mission de neutrons, sont connus. Il convient de noter que toutes ces voies de d\u00e9sint\u00e9gration peuvent s’accompagner de\u00a0<\/span>l’\u00e9mission subs\u00e9quente de\u00a0<\/span>rayonnement gamma<\/span><\/a><\/strong>.\u00a0Les d\u00e9sint\u00e9grations alpha ou b\u00eata pures sont tr\u00e8s rares.<\/span><\/p>\n

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<\/span>\u00c0 propos des \u00e9lectrons et de la configuration des \u00e9lectrons<\/div>
<\/span><\/p>\n

Le tableau p\u00e9riodique est un affichage tabulaire des \u00e9l\u00e9ments chimiques organis\u00e9s en fonction de leurs num\u00e9ros atomiques, de leurs configurations \u00e9lectroniques et de leurs propri\u00e9t\u00e9s chimiques. La configuration \u00e9lectronique est la distribution des \u00e9lectrons d’un atome ou d’une mol\u00e9cule (ou d’une autre structure physique) dans des orbitales atomiques ou mol\u00e9culaires. La connaissance de la\u00a0<\/span>configuration \u00e9lectronique<\/span><\/strong> des diff\u00e9rents atomes est utile pour comprendre la structure du tableau p\u00e9riodique des \u00e9l\u00e9ments.<\/span><\/p>\n

Chaque solide, liquide, gaz et plasma est compos\u00e9 d’atomes neutres ou ionis\u00e9s. Les\u00a0<\/span>propri\u00e9t\u00e9s chimiques de l’atome<\/span><\/strong> sont d\u00e9termin\u00e9es par le nombre de protons, en fait, par le nombre et <\/span>la disposition des \u00e9lectrons<\/span><\/strong>.\u00a0La\u00a0<\/span>configuration de ces \u00e9lectrons<\/span><\/strong>\u00a0d\u00e9coule des principes de la m\u00e9canique quantique.\u00a0Le nombre d’\u00e9lectrons dans les couches d’\u00e9lectrons de chaque \u00e9l\u00e9ment, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur d\u00e9terminant son comportement de liaison chimique.\u00a0Dans le tableau p\u00e9riodique, les \u00e9l\u00e9ments sont class\u00e9s par ordre croissant de num\u00e9ro atomique Z.<\/span><\/p>\n

C’est le <\/span>principe d’exclusion de Pauli<\/span><\/strong><\/a> qui exige que les \u00e9lectrons d’un atome occupent diff\u00e9rents niveaux d’\u00e9nergie au lieu qu’ils se condensent tous dans l’\u00e9tat fondamental.\u00a0L’ordre des \u00e9lectrons dans l’\u00e9tat fondamental des atomes multi\u00e9lectrons commence par l’\u00e9tat d’\u00e9nergie le plus bas (\u00e9tat fondamental) et se d\u00e9place progressivement de l\u00e0 vers le haut de l’\u00e9chelle d’\u00e9nergie jusqu’\u00e0 ce que chacun des \u00e9lectrons de l’atome se soit vu attribuer un ensemble unique de nombres quantiques.\u00a0Ce fait a des implications essentielles pour la construction du tableau p\u00e9riodique des \u00e9l\u00e9ments.<\/span><\/p>\n

\"configuration<\/a>Les deux premi\u00e8res colonnes sur le c\u00f4t\u00e9 gauche du tableau p\u00e9riodique sont celles o\u00f9 les\u00a0 sous-couches\u00a0<\/span>s<\/span><\/em> \u00a0sont occup\u00e9es.\u00a0Pour cette raison, les deux premi\u00e8res lignes du tableau p\u00e9riodique sont \u00e9tiquet\u00e9es le\u00a0<\/span>bloc s<\/span><\/strong>. De m\u00eame, le\u00a0<\/span>bloc p<\/span><\/strong> sont les six colonnes les plus \u00e0 droite du tableau p\u00e9riodique, le\u00a0<\/span>bloc d <\/span><\/strong>est les 10 colonnes du milieu du tableau p\u00e9riodique, tandis que le <\/span>bloc f <\/span><\/strong>est la section de 14 colonnes qui est normalement repr\u00e9sent\u00e9e comme d\u00e9tach\u00e9e du corps principal. du tableau p\u00e9riodique.\u00a0Il pourrait faire partie du corps principal, mais alors le tableau p\u00e9riodique serait plut\u00f4t long et encombrant.<\/span><\/p>\n

Pour les atomes avec de nombreux \u00e9lectrons, cette notation peut devenir longue et donc une notation abr\u00e9g\u00e9e est utilis\u00e9e. La configuration \u00e9lectronique peut \u00eatre visualis\u00e9e comme les \u00e9lectrons de c\u0153ur, \u00e9quivalents au\u00a0<\/span>gaz noble<\/span><\/strong> de la p\u00e9riode pr\u00e9c\u00e9dente, et les \u00e9lectrons de valence (par exemple [Xe] 6s2 pour le baryum).<\/span><\/p>\n

\u00c9tats d’oxydation<\/span><\/h3>\n

Les \u00e9tats d’oxydation sont g\u00e9n\u00e9ralement repr\u00e9sent\u00e9s par des nombres entiers qui peuvent \u00eatre positifs, nuls ou n\u00e9gatifs.\u00a0La plupart des \u00e9l\u00e9ments ont plus d’un \u00e9tat d’oxydation possible.\u00a0Par exemple, le carbone a neuf \u00e9tats d’oxydation entiers possibles de -4 \u00e0 +4.<\/span><\/p>\n

La d\u00e9finition actuelle de l’\u00e9tat d’oxydation du livre d’or IUPAC est:<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0L’\u00e9tat d’oxydation d’un atome est la charge de cet atome apr\u00e8s approximation ionique de ses liaisons h\u00e9t\u00e9ronucl\u00e9aires…\u00a0\u00bb<\/span><\/em><\/p>\n

et le terme nombre d’oxydation est presque synonyme.\u00a0Un \u00e9l\u00e9ment qui n’est combin\u00e9 \u00e0 aucun autre \u00e9l\u00e9ment diff\u00e9rent a un \u00e9tat d’oxydation de 0. L’\u00e9tat d’oxydation 0 se produit pour tous les \u00e9l\u00e9ments – c’est simplement l’\u00e9l\u00e9ment sous sa forme \u00e9l\u00e9mentaire.\u00a0Un atome d’un \u00e9l\u00e9ment dans un compos\u00e9 aura un \u00e9tat d’oxydation positif s’il a eu des \u00e9lectrons retir\u00e9s.\u00a0De m\u00eame, l’ajout d’\u00e9lectrons entra\u00eene un \u00e9tat d’oxydation n\u00e9gatif.\u00a0Nous avons \u00e9galement distingu\u00e9 les \u00e9tats d’oxydation possibles et communs de chaque \u00e9l\u00e9ment.\u00a0Par exemple, le silicium a neuf \u00e9tats d’oxydation entiers possibles de -4 \u00e0 +4, mais seuls -4, 0 et +4 sont des \u00e9tats d’oxydation communs.<\/span><\/p>\n

<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

R\u00e9sum\u00e9<\/span><\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\u00c9l\u00e9ment<\/span><\/td>\nH\u00e9lium<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre de protons<\/span><\/td>\n2<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre de neutrons (isotopes typiques)<\/span><\/td>\n3; 4<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nombre d’\u00e9lectrons<\/span><\/td>\n2<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Configuration \u00e9lectronique<\/span><\/td>\n1s2<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
\u00c9tats d’oxydation<\/span><\/td>\n0<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/div><\/span><\/p>\n

\"Tableau<\/a><\/p>\n

Source : www.luciteria.com<\/span><\/p>\n

<\/div><\/span>
\n
\n

Propri\u00e9t\u00e9s des autres \u00e9l\u00e9ments<\/span><\/h2>\n
\n

\"H\u00e9lium<\/p>\n